Universidad de Chile Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas



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Universidad de Chile

Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas

Laboratorio de Fluidodinámica y Procesos









INFORME DE LABORATORIO Nº 4

Energía y momenta en canales
CI4101 - Hidráulica



Nota Informe Preliminar:
Nota Informe Final:
Observaciones:

Sección:
Nombres:

Ayudante encargado:


Fecha de realización:

Fecha de entrega:



1
Maximiliano Barra

Jorge Fuentes

Ignacio Toledo
Felipe Saavedra
26/05/2011

02/06/2011


Introducción
A lo largo del semestre se han podido analizar muchos de los fenómenos que ocurren en canales abiertos, considerando diversas variables, como lo son la forma de la sección transversal del canal, la presencia de gradas, la presencia de angostamientos o ensanchamientos, entre otras. Parte de los análisis vistos serán estudiados en el presente trabajo de laboratorio. Para esto se tendrá un canal de sección rectangular, en el cual se trabajará para poder verificar que el análisis teórico antes visto es aplicable a canales reales.
Es importante mencionar que el análisis de flujo en canales considerando pérdidas friccionales, no ha sido analizado aún en clases. Esto se tendrá presente en el análisis de resultados.

Objetivos
El principal objetivo en esta experiencia es esquematizar las alturas de escurrimiento que se dan en el canal, dadas las distintas configuraciones escogidas para los elementos variables incluidos en el canal. Estos elementos son una compuerta de abertura variable, Un vertedero al final del caudal de altura variable, y el caudal.
El informe preliminar permite esquematizar lo que debería pasar al momento de utilizar el canal, por lo que se pretende verificar que estos esquemas están correctos y que, por lo tanto, representan un buen diseño de la realidad.

Metodología
En esta ocasión se trabajó en un canal de 10[m], el cual contiene una grada aguas arriba, seguido por una compuerta de abertura variable, y además existe un vertedero de altura variable al final de éste.
El caudal usado se mantuvo constante durante todo el desarrollo del laboratorio, al igual que la altura del vertedero. Para calcular el caudal se usó la siguiente fórmula:

La compuerta se mantuvo abierta hasta que el flujo del agua dentro del canal pudiera llegar a un equilibrio. Luego se disminuyó la abertura, de modo de poder generar un resalto entre la compuerta y el vertedero. Usando distintas aberturas se pudo posicionar el resalto tanto al pie de la compuerta, como en su posición rechazada. Además se consideró la posición en que se tiene un resalto ahogado. Para cada una de estas configuraciones se tomaron varias mediciones, de modo de poder esquematizar la altura de los flujos tanto antes como después de la compuerta.
Al final se midió la cota piezométrica en distintos puntos de la compuerta, para luego poder sacar un promedio de estos valores.
Las fórmulas utilizadas son las siguientes:





























Desarrollo

  1. Existen cuatro puntos de control: Condición inicial aguas arriba, la grada, la compuerta y el vertedero.




  1. Propagación de errores




  1. Para este punto se consideró un caudal constante igual a


Además se usó el siguiente esquema



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